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前言

app開發中，圖片是少不了的。各種圖標圖片資源，如果不能很好的處理圖片的利用。會導致app性能嚴重下降，影響用戶體驗，最直觀的感受就是卡頓，手機發熱，有時候還OOM，

那么今天我們就來分析oom和內存優化總結;

一、什么是OOM?

• OOM，全稱“Out Of Memory”，翻譯成中文就是“內存用完了”，來源于java.lang.OutOfMemoryError;
• 當JVM因為沒有足夠的內存來為對象分配空間并且垃圾回收器也已經沒有空間可回收時，就會拋出這個error(注：非exception，因為這個問題已經嚴重到不足以被應用處理);
• 在客戶端App中這個現象通常出現在用到很多圖片或者很大圖片的APP開發中;通俗講就是當我們的APP需要申請一塊內存來裝圖片的時候，系統覺得我們的APP所使用的內存已經夠多了，即使它有1G的空余內存，它不同意給我的APP更多的內存里，然后即使系統馬上拋出OOM錯誤，而程序沒有捕捉該錯誤，故彈框崩潰了;

二、OOM的類型

1、JVM內存模型：

按照JVM規范，JAVA虛擬機在運行時會管理以下的內存區域：

• 程序計數器：當前線程執行的字節碼的行號指示器，線程私有;
• JAVA虛擬機棧：Java方法執行的內存模型，每個Java方法的執行對應著一個棧幀的進棧和出棧的操作;
• 本地方法棧：類似“ JAVA虛擬機棧 ”，但是為native方法的運行提供內存環境;
• JAVA堆：對象內存分配的地方，內存垃圾回收的主要區域，所有線程共享。可分為新生代，老生代;
• 方法區：用于存儲已經被JVM加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯后的代碼等數據。Hotspot中的“永久代”;
• 運行時常量池：方法區的一部分，存儲常量信息，如各種字面量、符號引用等;
• 直接內存：并不是JVM運行時數據區的一部分， 可直接訪問的內存， 比如NIO會用到這部分;
• 按照JVM規范，除了程序計數器不會拋出OOM外，其他各個內存區域都可能會拋出OOM;

2、最常見的OOM情況有以下三種：

• java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space ------>java堆內存溢出，此種情況最常見，一般由于內存泄露或者堆的大小設置不當引起。對于內存泄露，需要通過內存監控軟件查找程序中的泄露代碼，而堆大小可以通過虛擬機參數-Xms,-Xmx等修改;
• java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space ------>java永久代溢出，即方法區溢出了，一般出現于大量Class或者jsp頁面，或者采用cglib等反射機制的情況，因為上述情況會產生大量的Class信息存儲于方法區。此種情況可以通過更改方法區的大小來解決，使用類似-XX:PermSize=64m -XX:MaxPermSize=256m的形式修改。另外，過多的常量尤其是字符串也會導致方法區溢出;
• java.lang.StackOverflowError ------> 不會拋OOM error，但也是比較常見的Java內存溢出。JAVA虛擬機棧溢出，一般是由于程序中存在死循環或者深度遞歸調用造成的，棧大小設置太小也會出現此種溢出。可以通過虛擬機參數-Xss來設置棧的大小;

三、為什么會OOM?

android系統的app的每個進程或者每個虛擬機有個最大內存限制，如果申請的內存資源超過這個限制，系統就會拋出OOM錯誤;

跟整個設備的剩余內存沒太大關系。比如比較早的android系統的一個虛擬機最多16M內存，當一個app啟動后，虛擬機不停的申請內存資源來裝載圖片，當超過內存上限時就出現OOM

為什么會沒有內存了呢?原因不外乎有兩點：

1、分配的少了：比如虛擬機本身可使用的內存(一般通過啟動時的VM參數指定)太少;

2、應用用的太多，并且用完沒釋放，浪費了，此時就會造成內存泄露或者內存溢出;

• 內存泄露：申請使用完的內存沒有釋放，導致虛擬機不能再次使用該內存，此時這段內存就泄露了，因為申請者不用了，而又不能被虛擬機分配給別人用;
• 內存溢出：申請的內存超出了JVM能提供的內存大小，此時稱之為溢出;

在之前沒有垃圾自動回收的日子里，比如C語言和C++語言，我們必須親自負責內存的申請與釋放操作，如果申請了內存，用完后又忘記了釋放，比如C++中的new了但是沒有delete，那么就可能造成內存泄露。偶爾的內存泄露可能不會造成問題，而大量的內存泄露可能會導致內存溢出;

而在Java語言中，由于存在了垃圾自動回收機制，所以，我們一般不用去主動釋放不用的對象所占的內存，也就是理論上來說，是不會存在“內存泄露”的。但是，如果編碼不當，比如，將某個對象的引用放到了全局的Map中，雖然方法結束了，但是由于垃圾回收器會根據對象的引用情況來回收內存，導致該對象不能被及時的回收。如果該種情況出現次數多了，就會導致內存溢出，比如系統中經常使用的緩存機制。Java中的內存泄露，不同于C++中的忘了delete，往往是邏輯上的原因泄露。

四、如何規避OOM和進行內存優化

1、減小對象的內存占用

避免OOM的第一步就是要盡量減少新分配出來的對象占用內存的大小，盡量使用更加輕量的對象。

1)使用更加輕量的數據結構

我們可以考慮使用ArrayMap/SparseArray而不是HashMap等傳統數據結構。

HashMap的簡要工作原理，相比起Android專門為移動操作系統編寫的ArrayMap容器，在大多數情況下，都顯示效率低下，更占內存。

通常的HashMap的實現方式更加消耗內存，因為它需要一個額外的實例對象來記錄Mapping操作。

另外，SparseArray更加高效，在于他們避免了對key與value的自動裝箱(autoboxing)，并且避免了裝箱后的解箱。

2)避免在Android里面使用Enum

枚舉通常需要兩倍于靜態常量的內存。您應該嚴格避免在Android上使用枚舉。，所以請避免在Android里面使用到枚舉。

3)減小Bitmap對象的內存占用

Bitmap是一個極容易消耗內存的大胖子，減小創建出來的Bitmap的內存占用可謂是重中之重，通常來說有以下2個措施

inSampleSize：縮放比例，在把圖片載入內存之前，我們需要先計算出一個合適的縮放比例，避免不必要的大圖載入。

decode format：解碼格式，選擇ARGB_8888/RBG_565/ARGB_4444/ALPHA_8，存在很大差異。

4)使用更小的圖片

在涉及給到資源圖片時，我們需要特別留意這張圖片是否存在可以壓縮的空間，是否可以使用更小的圖片。盡量使用更小的圖片不僅可以減少內存的使用，還能避免出現大量的InflationException。假設有一張很大的圖片被XML文件直接引用，很有可能在初始化視圖時會因為內存不足而發生InflationException，這個問題的根本原因其實是發生了OOM。

2、內存對象的重復利用

• 大多數對象的復用，最終實施的方案都是利用對象池技術，要么是在編寫代碼時顯式地在程序里創建對象池，然后處理好復用的實現邏輯。要么就是利用系統框架既有的某些復用特性，減少對象的重復創建，從而降低內存的分配與回收;
• 復用系統自帶的資源：Android系統本身內置了很多的資源，例如字符串/顏色/圖片/動畫/樣式以及簡單布局等等，這些資源都可以在應用程序中直接引用。這樣做不僅僅可以減少應用程序的自身負重，減小APK的大小，另外還可以一定程度上減少內存的開銷，復用性更好。但是也有必要留意Android系統的版本差異性，對那些不同系統版本上表現存在很大差異，不符合需求的情況，還是需要應用程序自身內置進去;
• 注意在ListView/GridView等出現大量重復子組件的視圖里面對ConvertView的復用;
• Bitmap對象的復用;
• 避免在onDraw方法里面執行對象的創建;
• 類似onDraw等頻繁調用的方法，一定需要注意避免在這里做創建對象的操作，因為他會迅速增加內存的使用，而且很容易引起頻繁的gc，甚至是內存抖動;
• StringBuilder：在有些時候，代碼中會需要使用到大量的字符串拼接的操作，這種時候有必要考慮使用StringBuilder來替代頻繁的“+”;

3、避免對象的內存泄露

內存對象的泄漏，會導致一些不再使用的對象無法及時釋放，這樣一方面占用了寶貴的內存空間，很容易導致后續需要分配內存的時候，空閑空間不足而出現OOM。顯然，這還使得每級Generation的內存區域可用空間變小，GC就會更容易被觸發，容易出現內存抖動，從而引起性能問題

1)注意Activity的泄漏

• 通常來說，Activity的泄漏是內存泄漏里面最嚴重的問題，它占用的內存多，影響面廣，我們需要特別注意以下兩種情況導致的Activity泄漏：
• 內部類引用導致Activity的泄漏：最典型的場景是Handler導致的Activity泄漏，如果Handler中有延遲的任務或者是等待執行的任務隊列過長，都有可能因為Handler繼續執行而導致Activity發生泄漏。此時的引用關系鏈是Looper -> MessageQueue -> Message -> Handler -> Activity。為了解決這個問題，可以在UI退出之前，執行remove Handler消息隊列中的消息與runnable對象。或者是使用Static + WeakReference的方式來達到斷開Handler與Activity之間存在引用關系的目的。
• Activity Context被傳遞到其他實例中，這可能導致自身被引用而發生泄漏;
• 內部類引起的泄漏不僅僅會發生在Activity上，其他任何內部類出現的地方，都需要特別留意!我們可以考慮盡量使用static類型的內部類，同時使用WeakReference的機制來避免因為互相引用而出現的泄露;

2)考慮使用Application Context而不是Activity Context

對于大部分非必須使用Activity Context的情況(Dialog的Context就必須是Activity Context)，我們都可以考慮使用Application Context而不是Activity的Context，這樣可以避免不經意的Activity泄露;

3)注意臨時Bitmap對象的及時回收

• 雖然在大多數情況下，我們會對Bitmap增加緩存機制，但是在某些時候，部分Bitmap是需要及時回收的。例如臨時創建的某個相對比較大的bitmap對象，在經過變換得到新的bitmap對象之后，應該盡快回收原始的bitmap，這樣能夠更快釋放原始bitmap所占用的空間。
• 需要特別留意的是Bitmap類里面提供的createBitmap()方法：這個函數返回的bitmap有可能和source bitmap是同一個，在回收的時候，需要特別檢查source bitmap與return bitmap的引用是否相同，只有在不等的情況下，才能夠執行source bitmap的recycle方法。

4)注意監聽器的注銷

在Android程序里面存在很多需要register與unregister的監聽器，我們需要確保在合適的時候及時unregister那些監聽器。自己手動add的listener，需要記得及時remove這個listener。

5)注意緩存容器中的對象泄漏

有時候，我們為了提高對象的復用性把某些對象放到緩存容器中，可是如果這些對象沒有及時從容器中清除，也是有可能導致內存泄漏的。例如，針對2.3的系統，如果把drawable添加到緩存容器，因為drawable與View的強應用，很容易導致activity發生泄漏。而從4.0開始，就不存在這個問題。解決這個問題，需要對2.3系統上的緩存drawable做特殊封裝，處理引用解綁的問題，避免泄漏的情況。

6)注意WebView的泄漏

Android中的WebView存在很大的兼容性問題，不僅僅是Android系統版本的不同對WebView產生很大的差異，另外不同的廠商出貨的ROM里面WebView也存在著很大的差異。更嚴重的是標準的WebView存在內存泄露的問題，請看 這里。所以通常根治這個問題的辦法是為WebView開啟另外一個進程，通過AIDL與主進程進行通信，WebView所在的進程可以根據業務的需要選擇合適的時機進行銷毀，從而達到內存的完整釋放。

7)注意Cursor對象是否及時關閉

在程序中我們經常會進行查詢數據庫的操作，但時常會存在不小心使用Cursor之后沒有及時關閉的情況。這些Cursor的泄露，反復多次出現的話會對內存管理產生很大的負面影響，我們需要謹記對Cursor對象的及時關閉。

4、內存使用策略優化

1)謹慎使用large heap

• 正如前面提到的，Android設備根據硬件與軟件的設置差異而存在不同大小的內存空間，他們為應用程序設置了不同大小的Heap限制閾值。你可以通過調用getMemoryClass()來獲取應用的可用Heap大小。在一些特殊的情景下，你可以通過在manifest的application標簽下添加largeHeap=true的屬性來為應用聲明一個更大的heap空間。然后，你可以通過getLargeMemoryClass()來獲取到這個更大的heap size閾值。然而，聲明得到更大Heap閾值的本意是為了一小部分會消耗大量RAM的應用(例如一個大圖片的編輯應用)。
• 不要輕易的因為你需要使用更多的內存而去請求一個大的Heap Size。只有當你清楚的知道哪里會使用大量的內存并且知道為什么這些內存必須被保留時才去使用large heap。因此請謹慎使用large heap屬性。使用額外的內存空間會影響系統整體的用戶體驗，并且會使得每次gc的運行時間更長。
• 在任務切換時，系統的性能會大打折扣。另外, large heap并不一定能夠獲取到更大的heap。在某些有嚴格限制的機器上，large heap的大小和通常的heap size是一樣的。因此即使你申請了large heap，你還是應該通過執行getMemoryClass()來檢查實際獲取到的heap大小。

2)綜合考慮設備內存閾值與其他因素設計合適的緩存大小

在設計ListView或者GridView的Bitmap LRU緩存的時候，需要考慮的點有：

• 應用程序剩下了多少可用的內存空間?
• 有多少圖片會被一次呈現到屏幕上?有多少圖片需要事先緩存好以便快速滑動時能夠立即顯示到屏幕?
• 設備的屏幕大小與密度是多少? 一個xhdpi的設備會比hdpi需要一個更大的Cache來hold住同樣數量的圖片。
• 不同的頁面針對Bitmap的設計的尺寸與配置是什么，大概會花費多少內存?
• 頁面圖片被訪問的頻率?是否存在其中的一部分比其他的圖片具有更高的訪問頻繁?如果是，也許你想要保存那些最常訪問的到內存中，或者為不同組別的位圖(按訪問頻率分組)設置多個LruCache容器。

3)onLowMemory()與onTrimMemory()

Android用戶可以隨意在不同的應用之間進行快速切換。為了讓background的應用能夠迅速的切換到forground，每一個background的應用都會占用一定的內存。Android系統會根據當前的系統的內存使用情況，決定回收部分background的應用內存。如果background的應用從暫停狀態直接被恢復到forground，能夠獲得較快的恢復體驗，如果background應用是從Kill的狀態進行恢復，相比之下就顯得稍微有點慢。

• onLowMemory()：Android系統提供了一些回調來通知當前應用的內存使用情況，通常來說，當所有的background應用都被kill掉的時候，forground應用會收到onLowMemory()的回調。在這種情況下，需要盡快釋放當前應用的非必須的內存資源，從而確保系統能夠繼續穩定運行。
• onTrimMemory(int)：Android系統從4.0開始還提供了onTrimMemory()的回調，當系統內存達到某些條件的時候，所有正在運行的應用都會收到這個回調，同時在這個回調里面會傳遞以下的參數，代表不同的內存使用情況，收到onTrimMemory()回調的時候，需要根據傳遞的參數類型進行判斷，合理的選擇釋放自身的一些內存占用，一方面可以提高系統的整體運行流暢度，另外也可以避免自己被系統判斷為優先需要殺掉的應用。
• TRIM_MEMORY_UI_HIDDEN：你的應用程序的所有UI界面被隱藏了，即用戶點擊了Home鍵或者Back鍵退出應用，導致應用的UI界面完全不可見。這個時候應該釋放一些不可見的時候非必須的資源

當程序正在前臺運行的時候，可能會接收到從onTrimMemory()中返回的下面的值之一：

• TRIM_MEMORY_RUNNING_MODERATE：你的應用正在運行并且不會被列為可殺死的。但是設備此時正運行于低內存狀態下，系統開始觸發殺死LRU Cache中的Process的機制。
• TRIM_MEMORY_RUNNING_LOW：你的應用正在運行且沒有被列為可殺死的。但是設備正運行于更低內存的狀態下，你應該釋放不用的資源用來提升系統性能。
• TRIM_MEMORY_RUNNING_CRITICAL：你的應用仍在運行，但是系統已經把LRU Cache中的大多數進程都已經殺死，因此你應該立即釋放所有非必須的資源。如果系統不能回收到足夠的RAM數量，系統將會清除所有的LRU緩存中的進程，并且開始殺死那些之前被認為不應該殺死的進程，例如那個包含了一個運行態Service的進程。

當應用進程退到后臺正在被Cached的時候，可能會接收到從onTrimMemory()中返回的下面的值之一：

• TRIM_MEMORY_BACKGROUND: 系統正運行于低內存狀態并且你的進程正處于LRU緩存名單中最不容易殺掉的位置。盡管你的應用進程并不是處于被殺掉的高危險狀態，系統可能已經開始殺掉LRU緩存中的其他進程了。你應該釋放那些容易恢復的資源，以便于你的進程可以保留下來，這樣當用戶回退到你的應用的時候才能夠迅速恢復。
• TRIM_MEMORY_MODERATE: 系統正運行于低內存狀態并且你的進程已經已經接近LRU名單的中部位置。如果系統開始變得更加內存緊張，你的進程是有可能被殺死的。
• TRIM_MEMORY_COMPLETE: 系統正運行于低內存的狀態并且你的進程正處于LRU名單中最容易被殺掉的位置。你應該釋放任何不影響你的應用恢復狀態的資源。

因為onTrimMemory()的回調是在API 14才被加進來的，對于老的版本，你可以使用onLowMemory)回調來進行兼容。onLowMemory相當與TRIM_MEMORY_COMPLETE。

請注意：當系統開始清除LRU緩存中的進程時，雖然它首先按照LRU的順序來執行操作，但是它同樣會考慮進程的內存使用量以及其他因素。占用越少的進程越容易被留下來。

4)資源文件需要選擇合適的文件夾進行存放

我們知道hdpi/xhdpi/xxhdpi等等不同dpi的文件夾下的圖片在不同的設備上會經過scale的處理。例如我們只在hdpi的目錄下放置了一張100100的圖片，那么根據換算關系，xxhdpi的手機去引用那張圖片就會被拉伸到200200。需要注意到在這種情況下，內存占用是會顯著提高的。對于不希望被拉伸的圖片，需要放到assets或者nodpi的目錄下。

5)Try catch某些大內存分配的操作

在某些情況下，我們需要事先評估那些可能發生OOM的代碼，對于這些可能發生OOM的代碼，加入catch機制，可以考慮在catch里面嘗試一次降級的內存分配操作。例如decode bitmap的時候，catch到OOM，可以嘗試把采樣比例再增加一倍之后，再次嘗試decode。

6)謹慎使用static對象

因為static的生命周期過長，和應用的進程保持一致，使用不當很可能導致對象泄漏，在Android中應該謹慎使用static對象。

7)特別留意單例對象中不合理的持有

雖然單例模式簡單實用，提供了很多便利性，但是因為單例的生命周期和應用保持一致，使用不合理很容易出現持有對象的泄漏。

8)珍惜Services資源

如果你的應用需要在后臺使用service，除非它被觸發并執行一個任務，否則其他時候Service都應該是停止狀態。另外需要注意當這個service完成任務之后因為停止service失敗而引起的內存泄漏。當你啟動一個Service，系統會傾向為了保留這個Service而一直保留Service所在的進程。這使得進程的運行代價很高，因為系統沒有辦法把Service所占用的RAM空間騰出來讓給其他組件，另外Service還不能被Paged out。這減少了系統能夠存放到LRU緩存當中的進程數量，它會影響應用之間的切換效率，甚至會導致系統內存使用不穩定，從而無法繼續保持住所有目前正在運行的service。建議使用IntentService，它會在處理完交代給它的任務之后盡快結束自己。更多信息，請閱讀 Running in a Background Service。

9)優化布局層次，減少內存消耗

越扁平化的視圖布局，占用的內存就越少，效率越高。我們需要盡量保證布局足夠扁平化，當使用系統提供的View無法實現足夠扁平的時候考慮使用自定義View來達到目的。

10)謹慎使用“抽象”編程

很多時候，開發者會使用抽象類作為”好的編程實踐”，因為抽象能夠提升代碼的靈活性與可維護性。然而，抽象會導致一個顯著的額外內存開銷：他們需要同等量的代碼用于可執行，那些代碼會被mapping到內存中，因此如果你的抽象沒有顯著的提升效率，應該盡量避免他們。

11)使用nano protobufs序列化數據

Protocol buffers是由Google為序列化結構數據而設計的，一種語言無關，平臺無關，具有良好的擴展性。類似XML，卻比XML更加輕量，快速，簡單。如果你需要為你的數據實現序列化與協議化，建議使用nano protobufs。關于更多細節，請參考 protobuf readme的”Nano version”章節。

12)謹慎使用依賴注入框架

那些注入框架會通過掃描你的代碼執行許多初始化的操作，這會導致你的代碼需要大量的內存空間來mapping代碼，而且mapped pages會長時間的被保留在內存中。除非真的很有必要，建議謹慎使用這種技術;

13)謹慎使用多進程

• 使用多進程可以把應用中的部分組件運行在單獨的進程當中，這樣可以擴大應用的內存占用范圍，但是這個技術必須謹慎使用，絕大多數應用都不應該貿然使用多進程，一方面是因為使用多進程會使得代碼邏輯更加復雜，另外如果使用不當，它可能反而會導致顯著增加內存。當你的應用需要運行一個常駐后臺的任務，而且這個任務并不輕量，可以考慮使用這個技術;
• 一個典型的例子是創建一個可以長時間后臺播放的Music Player。如果整個應用都運行在一個進程中，當后臺播放的時候，前臺的那些UI資源也沒有辦法得到釋放。類似這樣的應用可以切分成2個進程：一個用來操作UI，另外一個給后臺的Service。

14)使用ProGuard來剔除不需要的代碼

ProGuard能夠通過移除不需要的代碼，重命名類，域與方法等等對代碼進行壓縮，優化與混淆。使用ProGuard可以使得你的代碼更加緊湊，這樣能夠減少mapping代碼所需要的內存空間。

15)謹慎使用第三方libraries

很多開源的library代碼都不是為移動網絡環境而編寫的，如果運用在移動設備上，并不一定適合。即使是針對Android而設計的library，也需要特別謹慎，特別是在你不知道引入的library具體做了什么事情的時候。例如，其中一個library使用的是nano protobufs, 而另外一個使用的是micro protobufs。這樣一來，在你的應用里面就有2種protobuf的實現方式。這樣類似的沖突還可能發生在輸出日志，加載圖片，緩存等等模塊里面。另外不要為了1個或者2個功能而導入整個library，如果沒有一個合適的庫與你的需求相吻合，你應該考慮自己去實現，而不是導入一個大而全的解決方案。

總結

內存優化并不就是說程序占用的內存越少就越好，如果因為想要保持更低的內存占用，而頻繁觸發執行gc操作，在某種程度上反而會導致應用性能整體有所下降，這里需要綜合考慮做一定的權衡。

Android的內存優化涉及的知識面還有很多：內存管理的細節，垃圾回收的工作原理，如何查找內存泄漏等等都可以展開講很多。OOM是內存優化當中比較突出的一點，盡量減少OOM的概率對內存優化有著很大的意義